(57)【要約】【課題】  橋梁等の道路構造物を初めとする各種構造物の維持管理のための、３次元スキャニング計測データを活用する使いやすく効率的な電子化された管理システムを構築する。【解決手段】  ３次元スキャニング計測データを取得し、取得した３次元データを現況データとして活用可能なようＣＡＤデータに変換し、既設管理システムからその他の管理データを取得し、それらのデータに基づいて橋梁の全体および各部分の各種図面およびその他の管理情報を作成し、作成した各種図面およびその他の管理情報を画面検索により出力するよう電子台帳のシステムを構成する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物を３次元スキャニングで計測したデータを取得する手段と、取得した３次元データをＣＡＤデータに変換する手段と、その他の管理データを取得する手段と、それらのデータに基づいて構造物の全体および各部分の各種図面およびその他の管理情報を作成する手段と、作成した各種図面およびその他の管理情報を画面検索により出力する手段とを具備することを特徴とする構造物管理用電子台帳システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁等の構造物に関するデータを管理する構造物管理台帳の電子化に関し、特に、３次元スキャニングによる計測データを現況データとして活用可能とする電子化された管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な分野の計測に３次元計測が採用され、管理するデータ自体も３次元化が進んでいる。また、そうした計測データの管理も電子化が進み、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンと呼ぶ。）の目覚しい性能向上および低価格化とインターネットの普及に伴って、産業界だけにとどまらず一般家庭においてもパソコンがツールとして定着してきており、社会全体が電子化するインフラを構成しつつある。そして、そのような社会環境のもと、３次元スキャニングを利用した計測装置（以下、３次元スキャナと呼ぶ。）の利用者が増え、その利用範囲も様々な分野に及び、世界中で広く普及し始めている。そして、この３次元スキャナは、測量や各種構造物の計測の分野でも既に使用され始めている。例えば、国や地方自治体が管理する道路構造物には各種管理システムがあるが、橋梁の管理等においては３次元スキャナによる実測が実際に始まっている。
【０００３】
特許文献としては、現況測量地形データとして３次元座標データを取得し、この３次元座標データを反映した平面図や鳥瞰図を作成する造成計画設計支援システム（特許文献１参照）や、コンクリート構造物を表面からレーダで走査して３次元的に映像化し、亀裂などを検査するコンクリート構造物検査方法（特許文献２参照）等が知られている。
【特許文献１】特開２００１−１４０２５７号公報
【特許文献２】特開２００３−１４６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように国や地方自治体が管理する道路構造物には各種管理システムがあり、橋梁の管理等においては３次元スキャナによる実測が実際に始まっているが、従来の道路台帳を使用した管理は、３次元スキャニング計測データを現況データとして構造物の平面図など各種図面の作成やその他の管理情報の作成に反映させるようなシステムにはなっておらず、３次元スキャニング計測データを活用する電子化された管理システムの構築には程遠い。
【０００５】
例えば橋梁等の維持管理では、短期的な補修計画のみに囚われることなく、ライフサイクルコストを十分に考慮した長期的な視点での適切な診断に基づく維持管理が必要で、それを実現するためには、３次元スキャニング計測データを現況データとして活用し机上のパソコンで寸法確認や再計測を行い各種図面および管理情報の作成ならびに出力が可能な電子化された管理システムおよびその運用手法の構築がぜひとも必要である。
【０００６】
本発明はこうした事情に鑑みてなされたもので、橋梁等の道路構造物を初めとする各種構造物の維持管理のための、３次元スキャニング計測データを活用する使いやすく効率的な電子化された管理システムの構築を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決する管理システムとして、構造物を３次元スキャニングで計測したデータを取得する手段と、取得した３次元データをＣＡＤデータに変換する手段と、その他の管理データを取得する手段と、それらのデータに基づいて構造物の全体および各部分の各種図面およびその他の管理情報を作成する手段と、作成した各種図面およびその他の管理情報を画面検索により出力する手段とを具備することを特徴とする構造物管理用電子台帳システムを提供する。
【０００８】
３次元スキャニングによる計測は、非接触で精度の高いデータを取得でき、そのデータから構造物の現状の形状を容易に確認できる。
【０００９】
そして、３次元スキャニング計測データから変換したＣＡＤデータは、設計段階のＣＡＤデータ（イメージによる３次元データ）と違い、現状の形状と寸法を反映されたデータであり、それにより現状の形状を机上のパソコンで確認ができるようになる。
【００１０】
また、３次元スキャニングで現況を詳細部分まで計測しておくことにより、机上のパソコンで各部分の寸法確認や再計測が可能になり、そのデータから構造物を構成する各部材の寸法データが得られ、現状に即した詳細で精度の高い各種図面を作成することが可能になる。
【００１１】
また、従来のシステムではできない独自の視点や座標系での図面などを必要に応じて作成することが可能で、一度計測した３次元計測データは様々な座標系で管理でき、既存の各種座標で管理されているデータについても机上のパソコンで必要な部分の測量を簡単に行うことができ、また、そのデータは３次元データであるため、平面図はもとより、縦断面図、横断面図等、要求に応じて各種図面の出力が可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
このように、本発明の電子台帳システムは、橋梁等の道路構造物を初めとする各種構造物の維持管理において３次元スキャニング計測データを現況データとして活用できる使いやすく効率的な電子化された管理システムであって、机上のパソコンで構造物の現状の形状を確認でき、各部分の寸法確認や再計測が可能で、現状に即した詳細で精度の高い各種図面を作成することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、実施の形態の一例を図面に基づいて説明する。
図１〜図２９は実施の形態の一例を示している。図１は橋梁電子台帳のネットワーク構成のイメージ図、図２は橋梁電子台帳の既設システムとのリンク構成のイメージ図である。
【００１４】
この例は、道路構造物全般を管理する既設管理システム（例えばＭＩＣＨＩシステム）にリンクして運用可能な橋梁管理用の電子台帳システムであり、これを橋梁電子台帳と呼んでいる。
【００１５】
本電子台帳は、図１に示すようなネットワーク構成で計画、設計される。但し、台帳自体は図２に示すように全て既設管理システムにリンクさせ、道路および橋梁について既設管理システムから３次元化された設計データ、現状位置データ、履歴データ等を参照できるようにする。尚、本電子台帳自体は既設管理システムサーバまたはＧＩＳデータサーバとは独立して存在させ、システムのリスク分散を行うと共に、より汎用性の高いデータとして管理する。
【００１６】
本電子台帳の管理する項目は、履歴データ、資産データ、周辺地形データ、一般図、３Ｄ-ＣＡＤ図面、３Ｄ-現状データおよびその他の管理データである。
【００１７】
そして、図１に示すネットワーク構成により、インターネットまたは専用のネットワークを経由して各事務所間のデータ交換を可能とし、各事務所は所掌範囲内の橋梁データを管理する。また、電子橋梁台帳自体は事務所内専用サーバ内でデータ管理し、ネットワーク上のＩＰアドレスやユーザー情報は管理部門が一括管理する。
【００１８】
本電子台帳は、橋梁を３次元スキャニングで計測して電子台帳化するもので、３次元スキャニングで計測したデータを取得し、取得した３次元データをＣＡＤデータに変換し、その他の管理データを取得して、それらのデータに基づいて橋梁の全体および各部分の各種図面（これらを一般図と呼ぶ）およびその他の管理情報を作成し、作成した各種図面およびその他の管理情報を画面検索により出力する。
【００１９】
図３〜図２９は橋梁電子台帳の検索画面の例である。
【００２０】
（画面―１：図３）
橋梁台帳の作成にあたっては、多数ある橋梁を自由に検索できるよう「コード化」することが必要になる。「コード化」にはいろいろな方法があるが、この例は次の４つについて分類している。
第１は、所轄区分による分類で、例えば、各土木事務所、あるいは各工事事務所ごとにコード化している。
【００２１】
（画面―２：図４）
第２は、橋種による分類で、使用している材料による分類で、鋼橋、ＲＣ橋、ＰＣ橋などに分けてコード化している。
【００２２】
（画面―３：図５）
第３は、さらに形式による分類で、例えば、鋼橋ではＩ桁、箱桁、鋼床版桁、トラス、アーチ、ラーメン、斜張橋、吊橋などに分けてコード化している。
【００２３】
（画面―４：図６）
第４は、橋梁の規模による分類で、橋長により、大、中、小の３つにコード化している。
【００２４】
（画面―５：図７）
また、各橋梁の点検結果についても、損傷の重要度に応じて、Ａ，Ｂ，Ｃに分類し、あらゆる角度から、即座に検索できるシステムとしている。
【００２５】
（画面―６：図８）
これは検索の初期画面である。
【００２６】
（画面―７：図９）
これは、所轄区分、橋種、形式を指定して検索した橋梁リストの一例（この事務所が管理している鋼橋のＩ桁の一覧表）で、橋梁名、その規模と点検結果も判るようになっている。
【００２７】
（画面―８：図１０）
これは、橋梁の概要書で現在保管されている記録を、そのまま転記したもので、この画面で、上部工、下部工の基本的概要がすべて把握できる。このシステムでは、この画面が基本画面となり、ここから、これから説明する必要なデータ、図面などを検索することになる。
【００２８】
（画面―９：図１１）
これは、図１０の「画面―８」で「外観写真」をクリックしたときの画面である。
【００２９】
（画面―１０：図１２）
これは、図１１の「画面―９」で指定した橋梁の全景写真である。全景写真は橋梁の概要を把握するのに役立つ。このように、拡大して見ることもできる。また、定期的に撮影することにより、経時変化を観察する上でも有効である。
【００３０】
（画面―１１：図１３）
これは、図１０の「画面―８」で「点群データ」をクリックしたときの画面で、３次元スキャナによってスキャニングした点群データが示されている。実際には、上、下、右、左の各方面より採取したデータを繋ぎ合せ、車両などの不要なデータを除去して、１本の橋梁に纏め上げたものである。しかし、この点群データのままでは、実用上取扱いが不便なので、ＣＡＤデータに変換する必要ある。これらの点群データを市販されているソフトなどで取扱うことを可能した画期的なソフトがある。
【００３１】
（画面―１２：図１４）
これは、図１０の「画面―８」で「３Ｄモデル」をクリックしたときの画面で、上記ソフトを利用して作成した３次元ソリッドモデルである。この３次元モデルには、計測されたデータがすべて取込まれているので、詳細図の復元が可能となる。そのため、この３次元ソリッドモデルを作成することにより、従来、マイクロフィルムにて保管されていた竣工図が殆ど不要となる。
【００３２】
（画面―１３：図１５）
これは、図１０の「画面―８」で「一般図」をクリックしたときの画面（一般図リスト）である。
【００３３】
（画面―１４：図１６）
これは、図１５の「画面―１３」で指定した一般図の画面で、ソリッドモデルから作成した橋梁一般図の一例である。勿論、地中の基礎部分は計測できないので現状のものをトレースしている。しかし、地上に出ている部分は、すべて計測された数値である。
【００３４】
（画面―１５：図１７）
これは、ソリッドモデルから作成した主桁単体の３次元モデルである。
【００３５】
（画面―１６：図１８）
これは、ソリッドモデルから作成した主桁単体の座標系を変えた３次元モデルである。
【００３６】
（画面―１７：図１９）
これは、図１５の「画面−１３」に戻ったときの画面である。
【００３７】
（画面―１８：図２０）
これは、図１０の「画面―８」で「詳細図」をクリックしたときの画面（詳細図リスト）である。
【００３８】
（画面―１９：図２１）
これは、図２０の「画面―１８」で指定した、ソリッドモデルから作成した桁詳細図の一例である。上フランジは計測出来ないが、床版および舗装と一体となって表示される。精度的には、ブロツク長、桁高などは、±２ｍｍ、板厚は±１ｍｍ以内に入っている。
【００３９】
（画面―２０：図２２）
これが、同じように作成した、端対傾構および中間対傾構の詳細図である。
【００４０】
（画面―２１：図２３）
同様に、これは荷重分配横桁の図面である。
このように、３次元ソリッドモデルを利用して、必要な箇所の詳細図を市販のＡｕｔｏＣＡＤで容易に作成することができるので、補修工事などにも有効に活用できる。
【００４１】
（画面―２２：図２４）
これは、図１０の「画面―８」で「点検表」をクリックしたときの画面（橋梁点検表の一例）である。鋼橋のＩ桁の外観検査を纏めたもので、この表によって、この橋梁のどこの部材に、どのような損傷があるかが一目で判る。
【００４２】
（図面―２３：図２５）
これは、図２４の「画面―２２」で「点検結果報告書を見る」をクリックしたときの画面である。これにより損傷の内容が更に詳しく判る。
【００４３】
（図面―２４：図２６）
これは、図２５の「画面―２３」で「写真」をクリックしたときの画面（点検結果の写真の一例）である。外観検査のため橋台周辺が中心であるが、塗装の剥離、発錆の例である。また、伸縮装置のバックアップ材がずれ落ちている例の写真もある。このように、点検結果をデジタル写真で保管することにより、机上で検索することが可能になる。
【００４４】
（画面―２５：図２７）
これは、図２５の「画面―２３」に戻ったときの画面である。
【００４５】
（画面―２６：図２８）
これは、図１０の「画面―８」で「３Ｄモデル」をクリックしたときの画面である。この例は、損傷度の評価がＡで重大な損傷例である。
【００４６】
（画面―２７：図２９）
これは図２８の「画面―２６」で「写真」をクリックしたときの画面（損傷写真）である。この写真で判るように、支承のピンチプレートが外れており、損傷の重要度をＡと評価している。
【００４７】
以上、一例として橋梁電子台帳について説明したが、本発明の管理システムは橋梁に限らず、道路構造物全般、その他様々な構造物の管理システムとして適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施の形態の一例の橋梁電子台帳のネットワーク構成のイメージ図である。
【図２】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の既設システムとのリンク構成のイメージ図である。
【図３】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―１）である。
【図４】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―２）である。
【図５】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―３）である。
【図６】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―４）である。
【図７】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―５）である。
【図８】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―６）である。
【図９】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―７）である。
【図１０】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―８）である。
【図１１】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―９）である。
【図１２】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―１０）である。
【図１３】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―１１）である。
【図１４】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―１２）である。
【図１５】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―１３）である。
【図１６】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―１４）である。
【図１７】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―１５）である。
【図１８】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―１６）である。
【図１９】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―１７）である。
【図２０】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―１８）である。
【図２１】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―１９）である。
【図２２】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―２０）である。
【図２３】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―２１）である。
【図２４】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―２２）である。
【図２５】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―２３）である。
【図２６】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―２４）である。
【図２７】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―２５）である。
【図２８】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―２６）である。
【図２９】実施の形態の一例の橋梁電子台帳の検索画面（画面―２７）である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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